CN110537945A - 微创手术器械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗器械领域，具体地说是一种微创手术器械，其中杆体包括柔性段和刚性段，刚性段安装于手柄壳体上，柔性段后端与刚性段固连、前端与执行部转动连接，弯曲驱动机构包括驱动旋钮、滑杆、丝杠、两个驱动腱和两个滑块，丝杠通过驱动旋钮驱动转动，两个滑块可移动地套装于滑杆上且一端分别与丝杠上的不同螺纹段连接，两个驱动腱后端分别与不同滑块连接、前端均穿过滑杆和杆体后与柔性段前端固连，旋转驱动机构设有转动杆，且所述转动杆穿过滑杆和杆体后与执行部后端固连，执行部设有驱动杆，且操作驱动机构的执行部驱动腱穿过转动杆后与所述驱动杆固连。本发明可以实现执行部多自由度调整，满足实际手术需要，且操作简单方便。

Description

微创手术器械
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体地说是一种微创手术器械。
背景技术
在现代医学的诊疗过程中，由于微创手术能够满足手术创伤小、疼痛感轻、术后恢复快等要求，其在医疗外科领域占有越来越重要的地位。微创手术通常配以专门的医疗手术器械辅助完成手术操作，但现有技术中，医疗微创手术器械的发展往往难以跟上微创手术的发展要求。以腹腔镜手术为例，腹腔镜手术是一种新发展起来的微创手术方式，手术时需要先在病人腰部作三个1厘米的小切口，并且分别插入穿刺套管(英文名称：trocar)形成管道状的工作通道，手术后续所有操作均通过这三个管道进行，并且手术是采用特制的加长手术器械在电视监视下完成与开放手术同样的步骤，并达到同样的手术效果，但目前传统的医用手持式微创手术器械主要是刚性结构，在手术过程中不仅使用不便，而且多种器械同时使用时容易造成器械之间的干涉，并且为了在手术操作中获得相应的角度或者进行相关旋转操作，常常需要大角度移动手术器械来实现，但这容易对病人造成伤害，而且也不利于医生操作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微创手术器械，通过手柄端操作可以实现杆体柔性段的弯曲和旋转以及执行部的器械动作，并且杆体柔性段的弯曲和旋转可以带动执行部实现多自由度调整，不仅满足实际手术需要，而且操作简单方便。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种微创手术器械，包括执行部、杆体、手柄壳体、弯曲驱动机构、旋转驱动机构和操作驱动机构，其中杆体包括柔性段和刚性段，刚性段安装于手柄壳体上，柔性段后端与刚性段固连、前端与执行部转动连接，弯曲驱动机构、旋转驱动机构和操作驱动机构设于手柄壳体中；所述弯曲驱动机构包括驱动旋钮、滑杆、丝杠、两个驱动腱和两个滑块，所述滑杆与刚性段连通，两个滑块可移动地套装于所述滑杆上，丝杠平行设于所述滑杆一侧，且所述丝杠通过驱动旋钮驱动转动，所述丝杠上设有两段旋向不同的螺纹段，两个滑块上均设有丝母并分别与所述丝杠上的不同螺纹段连接，两个驱动腱后端分别与不同滑块连接、前端均穿过杆体并与柔性段前端固连，旋转驱动机构设有转动杆，且所述转动杆穿过所述滑杆和杆体后与执行部后端固连，执行部设有驱动杆，操作驱动机构设有可移动的执行部驱动腱，且所述执行部驱动腱穿过所述转动杆后与所述驱动杆固连。
两个滑块供所述滑杆穿过的通孔内均设有卡块，且每个卡块两端均设有凸块卡住对应滑块的对应侧面，两个驱动腱分别与对应滑块内的卡块固连，所述滑杆两侧设有卡块滑槽，两个卡块上的凸块分别沿着对应侧的卡块滑槽移动，两个卡块截面均呈半圆弧形，且转动杆进入滑杆后由两个卡块之间穿过。
所述驱动旋钮上设有第一齿轮，所述丝杠上设有第二齿轮，且所述第一齿轮和第二齿轮啮合。
在所述手柄壳体内，在所述滑杆远离所述丝杠一侧平行设有一个导向杆，两个滑块远离所述丝杠一端套设于所述导向杆上。
所述旋转驱动机构包括旋转驱动装置、旋转传动组件和转动杆，所述转动杆通过所述旋转驱动装置驱动旋转，且所述旋转驱动装置通过所述旋转传动组件传递转矩。
所述旋转传动组件包括啮合的驱动齿轮和从动齿轮，所述驱动齿轮通过所述旋转驱动装置驱动转动，所述从动齿轮与所述转动杆后端固连。
所述旋转驱动装置为设有旋钮轴的转动旋钮，所述转动旋钮本体设于手柄壳体外，所述旋钮轴插入手柄壳体内且头端与所述驱动齿轮固连，在所述手柄壳体内设有旋转从动轴，所述旋转从动轴与所述转动杆固连且所述从动齿轮安装于所述旋转从动轴上。
所述旋转驱动装置为自动驱动装置，所述自动驱动装置设于手柄壳体内，且所述驱动齿轮安装于所述自动驱动装置的输出轴上，在所述手柄壳体内设有旋转从动轴，所述旋转从动轴与所述转动杆固连且所述从动齿轮安装于所述旋转从动轴上，所述手柄壳体上设有控制所述自动驱动装置的按钮。
所述操作驱动机构包括握柄、连板、连杆、滑套、复位弹簧和执行部驱动腱，所述握柄与所述连板相连，所述连板铰接于手柄壳体内壁上，所述连杆一端与所述连板铰接，另一端与所述滑套铰接，在所述手柄壳体内水平设有滑槽，所述滑套置于所述滑槽中，在所述滑槽后端内设有复位弹簧，且所述滑套后端与所述复位弹簧相连，所述执行部驱动腱后端与所述滑套固连。
所述柔性段为镂空管体，所述镂空管体上交错设有侧切槽，在所述镂空管体的管壁上设有驱动腱孔道，执行部驱动腱穿过所述镂空管体中部的中间孔。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明的杆体设有柔性段，且所述柔性段通过弯曲驱动机构中的第一驱动腱和第二驱动腱反向移动实现平面内的双向弯曲，或者一个自由度的往复弯曲，提高了末端执行部在患者体内的灵活性，使医生在手术中可以获得更好的操作角度，并且有效降低对患者的伤害。
2、本发明的弯曲驱动机构利用丝杠丝母原理驱动两个滑块反向移动，进而驱动两个驱动腱反向移动，所述两个滑块上的丝母分别安装于所述丝杠的不同螺纹段上，操作人员通过旋转驱动旋钮即可实现丝杠转动，从而将对柔性段的操作转化为手柄上的旋钮操作，降低了医生手术操作中的复杂度，并减少了动作幅度，减少了手术中的附加伤害。
3、本发明在弯曲驱动机构的两个滑块内分别设有卡块与对应的驱动腱连接，每个卡块两侧均设有凸块卡住对应滑块的对应侧面，既能实现向后拉动驱动腱，也能实现向前推动驱动腱，减少驱动腱受力。
4、本发明采用转动旋钮和齿轮结构来实现末端执行部的旋转动作，避免了常规微创器械实现旋转动作时动作幅度大，医生操作难度大的缺点，提高了操作的安全性，也可以采用电机等驱动方式实现自动控制旋转，操作简单方便。
5、本发明的操作驱动机构采用按动握柄的操作方式实现对末端执行部的动作控制，降低了医生手指的受力，并且通过更加舒适的方式操作执行部器械可以有效避免操作失误，提高器械的安全性。
附图说明
图1为本发明的立体示意图，
图2为图1中本发明的主视图，
图3为图2中手柄壳体的内部结构示意图，
图4为图3中手柄壳体内部结构的立体示意图，
图5为图4中手柄壳体内部结构去掉驱动旋钮时的立体示意图，
图6为图5中的A处放大图，
图7为图6中的第一滑块和第二滑块示意图，
图8为图7中的第一滑块和第二滑块与对应驱动腱连接示意图，
图9为图1中柔性段和刚性段的主视图，
图10为图9中柔性段和刚性段的立体示意图，
图11为图10中的柔性段结构示意图，
图12为图11中的柔性段使用状态示意图，
图13为图10中的执行部驱动腱与执行部的连接示意图，
图14为本发明的旋转驱动机构采用自动驱动装置时的示意图，
图15为图14中自动驱动装置的控制按钮示意图。
其中，1为执行部，2为杆体，201为柔性段，2011为驱动腱孔道，2012为中间孔，2013为侧切槽，202为刚性段，3为手柄壳体，4为弯曲驱动机构，401为驱动旋钮，402为第一齿轮，403为第二齿轮，404为丝杠，405为第一滑块，4051为第一丝母，4052为第一卡块，406为第二滑块，4061为第二丝母，4062为第二卡块，407为滑杆，4071为卡块滑槽，408为导向杆，409为第一驱动腱，410为第二驱动腱，5为旋转驱动机构，501为转动旋钮，502为驱动齿轮，503为从动齿轮，504为转动杆，505为旋钮轴，506为旋转从动轴，507为自动驱动装置，508为第一按钮，509为第二按钮，6为操作驱动机构，601为握柄，602为连板，603为连杆，604为滑套，605为复位弹簧，606为执行部驱动腱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～13所示，本发明包括执行部1、杆体2、手柄壳体3、弯曲驱动机构4、旋转驱动机构5和操作驱动机构6，其中杆体2包括柔性段201和刚性段202，所述刚性段202安装于手柄壳体3上，所述柔性段201后端与刚性段202固连，所述柔性段201前端与执行部1转动连接，所述弯曲驱动机构4、旋转驱动机构5和操作驱动机构6均设于手柄壳体3中。
如图3～10所示，所述弯曲驱动机构4包括驱动旋钮401、滑杆407、丝杠404、第一齿轮402、第二齿轮403、第一滑块405、第二滑块406、第一驱动腱409和第二驱动腱410，其中如图3～6所示，所述驱动旋钮401可转动地设于手柄壳体3前端，滑杆407设于所述手柄壳体3内且前端穿过所述驱动旋钮401后与所述杆体2的刚性段202后端一体连接，所述滑杆407内部与所述杆体2内部相通，所述丝杠404设于所述手柄壳体3内且平行设于所述滑杆407一侧，第一齿轮402设于所述驱动旋钮401上，第二齿轮403设于所述丝杠404上，且所述第一齿轮402和第二齿轮403啮合，所述第一滑块405和第二滑块406可移动地套装于所述滑杆407上，且如图6～7所示，所述第一滑块405一端设有第一丝母4051，所述第二滑块406一端设有第二丝母4061，所述丝杠404上设有旋向相反的两段螺纹段，且所述第一丝母4051和第二丝母4061分别套装于所述丝杠404的不同螺纹段上，如图7所示，第一驱动腱409后端与第一滑块405对应连接，第二驱动腱410后端与第二滑块406对应连接，所述第一驱动腱409和第二驱动腱410前端依次穿过所述滑杆407、刚性段202和柔性段201后与所述柔性段201前端固连，如图12所示，在所述柔性段201上设有分别供第一驱动腱409和第二驱动腱410穿过的驱动腱孔道2011。所述弯曲驱动机构4工作时，操作人员旋拧所述驱动旋钮401，所述驱动旋钮401通过第一齿轮402和第二齿轮403传递转矩驱动丝杠404转动，且所述驱动旋钮401和第一齿轮402安装于壳体3上并与由其中部穿过的滑杆407之间有间隙，驱动旋钮401转动不会影响滑杆407，丝杠404转动即驱动其上的第一丝母4051和第二丝母4061反向移动，进而驱动第一滑块405和第二滑块406反向移动，从而使第一驱动腱409和第二驱动腱410反向移动并拉动柔性段201头端实现柔性段201平面内的双向弯曲，或者一个自由度的往复弯曲，其中第一驱动腱409向后移动拉动柔性段201弯曲时，第二驱动腱410向前移动配合柔性段201的弯曲。
如图7所示，所述第一滑块405供所述滑杆407穿过的通孔内设有第一卡块4052，所述第二滑块406供所述滑杆407穿过的通孔内设有第二卡块4062，所述第一驱动腱409与所述第一卡块4052固连，所述第二驱动腱410与所述第二卡块4062固连，所述第一卡块4052两端和第二卡块4062两端均设有凸块卡住对应滑块的对应侧面，从而保证既能向后拉动对应驱动腱，也能向前推动对应驱动腱，减小驱动腱受力，如图6所示，在所述滑杆407两侧分别设有卡块滑槽4071，所述第一卡块4052和第二卡块4062上的凸块分别沿着对应侧的卡块滑槽4071移动。
如图3～5所示，在所述手柄壳体3内，在所述滑杆407远离所述丝杠404一侧平行设有一个导向杆408，所述第一滑块405和第二滑块406远离所述丝杠404一端套设于所述导向杆408上，所述导向杆408起到滑动导向作用。
所述柔性段201后端与所述刚性段202固连，所述柔性段201前端通过转动接头与所述执行部1后端转动连接，所述转动接头为本领域公知技术，所述执行部1通过所述旋转驱动机构5驱动旋转。
所述旋转驱动机构5包括旋转驱动装置、旋转传动组件和转动杆504，所述转动杆504通过所述旋转驱动装置驱动转动，且所述旋转驱动装置通过所述旋转传动组件传递转矩。
如图3～5所示，所述旋转传动组件包括啮合的驱动齿轮502和从动齿轮503，所述驱动齿轮502通过所述旋转驱动装置驱动转动，所述从动齿轮503与所述转动杆504后端固连，且所述转动杆504前端伸入至弯曲驱动机构4的滑杆407中并穿过所述杆体2的刚性段202和柔性段201后与所述执行部1的后端固连，如图7所示，所述第一滑块405上的第一卡块4052和所述第二滑块406上的第二卡块4062截面均呈半圆弧形，且所述转动杆504进入滑杆407后由两个半圆弧形卡块之间穿过，不会发生干涉，如图12所示，在所述柔性段201中部设有中间孔2012供所述转动杆504穿过，所述转动杆504旋转即带动所述执行部1旋转。另外所述转动杆504为柔性杆，其能够随柔性段201弯曲，本实施例中，所述转动杆504材质为镍钛合金等超弹性材料。
所述旋转驱动装置可以是手动驱动的转动旋钮501，也可以是可操控的自动驱动装置507。
如图3～5所示，所述旋转驱动装置为手动驱动的转动旋钮501时，所述转动旋钮501设有旋钮轴505插入手柄壳体3内且头端与所述驱动齿轮502同轴固连，所述转动旋钮501本体则设于手柄壳体3外侧，在所述手柄壳体3内设有与所述旋钮轴505平行的旋转从动轴506，所述旋转从动轴506与所述转动杆504固连，且所述从动齿轮503安装于所述旋转从动轴506上。
如图14～15所示，所述旋转驱动装置为自动驱动装置507时，所述自动驱动装置507设于手柄壳体3内并设于所述旋转从动轴506上侧，所述旋转传动组件中的驱动齿轮502安装于所述自动驱动装置507的输出轴上，在所述手柄壳体3上设有第一按钮508和第二按钮509用于控制所述自动驱动装置507正反转。本实施例中，所述自动驱动装置507为电机，所述第一按钮508用于控制所述自动驱动装置507正转，所述第二按钮509用于控制所述驱动装置509反转。
所述柔性段202通过所述弯曲驱动机构4和旋转驱动机构5驱动并带动前端的执行部1调整到位后，所述执行部1通过所述操作驱动机构6驱动实现相应动作，所述执行部1后侧设有驱动杆，且所述驱动杆通过所述操作驱动机构6驱动前后移动。所述执行部1可以为无损抓钳、分离钳、剪刀等实现张合动作的手术器械，此时所述驱动杆移动用于实现抓钳、剪刀等张合动作，上述手术器械和驱动杆均为本领域公知技术。
如图3～5和图9～10所示，所述操作驱动机构6包括握柄601、连板602、连杆603、滑套604、复位弹簧605和执行部驱动腱606，所述握柄601与所述连板602相连，所述连板602铰接于手柄壳体3内壁上，所述连杆603一端与所述连板602铰接，另一端与所述滑套604铰接，在所述手柄壳体3内水平设有滑槽，所述滑套604置于所述滑槽中，在所述滑槽后端内设有复位弹簧605，且所述滑套604后端与所述复位弹簧605相连，如图9～10所示，所述执行部驱动腱606后端与所述滑套604固连，所述执行部驱动腱606前端穿过所述转动杆504后与执行部1后端的驱动杆固连。所述操作驱动机构6工作时，操作人员按动所述握柄601，所述握柄601通过所述连板602和连杆603驱动滑套604沿着所述滑槽前移，进而驱动所述执行部驱动腱606前移实现执行部1器械动作，松开所述握柄601，所述滑套604在所述复位弹簧605作用下自动复位。另外所述滑套604前端可套置于所述旋转从动轴506上，移动时不会与所述旋转从动轴506发生干涉。
如图11～12所示，本实施例中的柔性段201采用超弹性材料的镂空管体，且所述镂空管体上交错设有侧切槽2013，在所述镂空管体的管壁上设有驱动腱孔道2011，所述镂空管体中部的中间孔2012供执行部驱动腱606穿过。
本发明的工作原理为：
本发明工作时，所述杆体2的柔性段201通过弯曲驱动机构4驱动弯曲，并通过旋转驱动机构5驱动旋转，其中所述弯曲驱动机构4工作时，如图3～5所示，旋拧所述驱动旋钮401可使第一滑块405和第二滑块406反向移动，进而驱动第一驱动腱409和第二驱动腱410反向移动，并带动所述柔性段201实现平面内的双向弯曲，或者一个自由度的往复弯曲，并且第一滑块405和第二滑块406分别通过对应的卡块驱动对应驱动腱移动，既能向后拉动对应驱动腱，也能向前推动对应驱动腱，减小驱动腱受力。
如图3～5和图14～15所示，所述旋转驱动机构5包括旋转驱动装置、旋转传动组件和转动杆504，所述转动杆504前端伸入至弯曲驱动机构4的滑杆407中并穿过所述杆体2的刚性段202和柔性段201与所述执行部1后端连接，由于所述执行部1后端与柔性段201转动连接，因此所述转动杆504通过所述旋转驱动装置驱动旋转即带动所述执行部1转动，所述旋转驱动装置通过所述旋转传动组件传递转矩，所述旋转驱动装置可以是手动驱动的转动旋钮501，也可以是可操控的自动驱动装置507。
当所述柔性段202带动前端的执行部1移动到位后，所述执行部1通过所述操作驱动机构6驱动实现相应动作，所述执行部1后侧设有实现动作的驱动杆，如图13所示，所述操作驱动机构6中的执行部驱动腱606穿过所述转动杆504后与所述执行部1后侧的驱动杆连接，如图3～5所示，所述操作驱动机构6工作时，操作人员按动所述握柄601，所述握柄601通过所述连板602和连杆603驱动滑套604移动，进而驱动所述执行部驱动腱606带动所述驱动杆移动实现执行部1器械动作，松开所述握柄601，所述滑套604在所述复位弹簧605作用下自动复位。

Claims (10)

1.一种微创手术器械，其特征在于：包括执行部(1)、杆体(2)、手柄壳体(3)、弯曲驱动机构(4)、旋转驱动机构(5)和操作驱动机构(6)，其中杆体(2)包括柔性段(201)和刚性段(202)，刚性段(202)安装于手柄壳体(3)上，柔性段(201)后端与刚性段(202)固连、前端与执行部(1)转动连接，弯曲驱动机构(4)、旋转驱动机构(5)和操作驱动机构(6)设于手柄壳体(3)中；所述弯曲驱动机构(4)包括驱动旋钮(401)、滑杆(407)、丝杠(404)、两个驱动腱和两个滑块，所述滑杆(407)与刚性段(202)连通，两个滑块可移动地套装于所述滑杆(407)上，丝杠(404)平行设于所述滑杆(407)一侧，且所述丝杠(404)通过驱动旋钮(401)驱动转动，所述丝杠(404)上设有两段旋向不同的螺纹段，两个滑块上均设有丝母并分别与所述丝杠(404)上的不同螺纹段连接，两个驱动腱后端分别与不同滑块连接、前端均穿过杆体(2)并与柔性段(201)前端固连，旋转驱动机构(5)设有转动杆(504)，且所述转动杆(504)穿过所述滑杆(407)和杆体(2)后与执行部(1)后端固连，执行部(1)设有驱动杆，操作驱动机构(6)设有可移动的执行部驱动腱(606)，且所述执行部驱动腱(606)穿过所述转动杆(504)后与所述驱动杆固连。
2.根据权利要求1所述的微创手术器械，其特征在于：两个滑块供所述滑杆(407)穿过的通孔内均设有卡块，且每个卡块两端均设有凸块卡住对应滑块的对应侧面，两个驱动腱分别与对应滑块内的卡块固连，所述滑杆(407)两侧设有卡块滑槽(4071)，两个卡块上的凸块分别沿着对应侧的卡块滑槽(4071)移动，两个卡块截面均呈半圆弧形，且转动杆(504)进入滑杆(407)后由两个卡块之间穿过。
3.根据权利要求1所述的微创手术器械，其特征在于：所述驱动旋钮(401)上设有第一齿轮(402)，所述丝杠(404)上设有第二齿轮(403)，且所述第一齿轮(402)和第二齿轮(403)啮合。
4.根据权利要求1所述的微创手术器械，其特征在于：在所述手柄壳体(3)内，在所述滑杆(407)远离所述丝杠(404)一侧平行设有一个导向杆(408)，两个滑块远离所述丝杠(404)一端套设于所述导向杆(408)上。
5.根据权利要求1所述的微创手术器械，其特征在于：所述旋转驱动机构(5)包括旋转驱动装置、旋转传动组件和转动杆(504)，所述转动杆(504)通过所述旋转驱动装置驱动旋转，且所述旋转驱动装置通过所述旋转传动组件传递转矩。
6.根据权利要求5所述的微创手术器械，其特征在于：所述旋转传动组件包括啮合的驱动齿轮(502)和从动齿轮(503)，所述驱动齿轮(502)通过所述旋转驱动装置驱动转动，所述从动齿轮(503)与所述转动杆(504)后端固连。
7.根据权利要求6所述的微创手术器械，其特征在于：所述旋转驱动装置为设有旋钮轴(505)的转动旋钮(501)，所述转动旋钮(501)本体设于手柄壳体(3)外，所述旋钮轴(505)插入手柄壳体(3)内且头端与所述驱动齿轮(502)固连，在所述手柄壳体(3)内设有旋转从动轴(506)，所述旋转从动轴(506)与所述转动杆(504)固连且所述从动齿轮(503)安装于所述旋转从动轴(506)上。
8.根据权利要求6所述的微创手术器械，其特征在于：所述旋转驱动装置为自动驱动装置(507)，所述自动驱动装置(507)设于手柄壳体(3)内，且所述驱动齿轮(502)安装于所述自动驱动装置(507)的输出轴上，在所述手柄壳体(3)内设有旋转从动轴(506)，所述旋转从动轴(506)与所述转动杆(504)固连且所述从动齿轮(503)安装于所述旋转从动轴(506)上，所述手柄壳体(3)上设有控制所述自动驱动装置(507)的按钮。
9.根据权利要求1所述的微创手术器械，其特征在于：所述操作驱动机构(6)包括握柄(601)、连板(602)、连杆(603)、滑套(604)、复位弹簧(605)和执行部驱动腱(606)，所述握柄(601)与所述连板(602)相连，所述连板(602)铰接于手柄壳体(3)内壁上，所述连杆(603)一端与所述连板(602)铰接，另一端与所述滑套(604)铰接，在所述手柄壳体(3)内水平设有滑槽，所述滑套(604)置于所述滑槽中，在所述滑槽后端内设有复位弹簧(605)，且所述滑套(604)后端与所述复位弹簧(605)相连，所述执行部驱动腱(606)后端与所述滑套(604)固连。
10.根据权利要求1所述的微创手术器械，其特征在于：所述柔性段(201)为镂空管体，所述镂空管体上交错设有侧切槽(2013)，在所述镂空管体的管壁上设有驱动腱孔道(2011)，执行部驱动腱(606)穿过所述镂空管体中部的中间孔(2012)。
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